Diseño alu

INTRODUCCIÓN
La Unidad Lógica Aritmética (ULA), o en ingles Arithmetic Logic Unit (ALU), es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (como suma, resta, incremento o decremento) y operaciones lógicas (negación, xor, nand, negación), en este caso entre dos números de 32 bit`s cada uno.
En este proyecto lo que se desea es desarrollar los circuitos correspondientes a la ALU en elprograma quartus, en donde se encuentran una serie de integrados que hemos estudiado en clase, así podremos aprender mejor su funcionamiento y como se utilizan.

INFORMACIÓN PREVIA

PROCEDIMIENTO
Con base en el bosquejo anterior y la bibliografía, diseñe una ALU de 32 Bits que corresponda al funcionamiento de la tabla de verdad anterior; monte el circuito obtenido en el software quartus ypresente una simulación para cada operación de la tabla.
Recuerde que solo puede usar LEDS.

* Circuito Lógico: Circuito que efectúa las operaciones lógicas definidas por la tabla de la ALU. Puede observarse en la siguiente figura.

* Circuito Aritmético: Circuito que efectúa las operaciones aritméticas definidas por la tabla de la ALU. Puede observarse en la figura.

* MUX de 2 a 1:Multiplexor encargado de seleccionar si la operación a realizar es aritmética o lógica. Puede observarse en la siguiente figura.

* Circuito de Visualización: Circuito que permite presentar el dato resultado en un arreglo de leds simultáneamente. Puede observarse en la figura.

OBJETIVOS

a) Analizar circuitos lógicos combinatorios basados en integrados MSI
b) Familiarizar alestudiante con el manejo de diagramas esquemáticos de circuitos digitales y el análisis previo a su implementación práctica.

EQUIPOS Y ELEMENTOS

ALTERA | SOFTWARE QUARTUS |

INFORME
Explique completamente el funcionamiento del circuito y la lógica de su diseño.

CIRCUITO DE VISUALIZACION

La ALU es un circuito combinatorio el cual está diseñado para realizar operaciones entre dos datos,en este caso cada uno esta compuesto de 32bits y por aparte tiene 3 bits más, el cual M que es el más significativo, nos deice si la operación es lógica o aritmética y S0 y S1 determina que operación se debe realizar.
En la parte aritmética el diseño para las operaciones se hace una vez y luego se copia 8 veces ya que cada operando consta de 32 bits y la salida Y va en cada pin del segundooperando en el sumador 74LS83 el cual es de dos operandos de 4 bits que es lo que necesitamos, la operación la indica de acuerdo a la tabla So en la habilitación del sumador, debido a que cada vez que S0 cambia se realiza una operación diferente, las salidas de este sumador van a en la parte A de un multiplexor de 4 entradas cada una de 2 bits y con 4 salidas para cada una. El bit que determina queparte se activa, ya sea la A o la B es el bit de selección M, que cuando está en cero, muestra el resultado de las operaciones matemáticas, y cuando está en uno activa la parte B, que muestra el resultado de las operaciones lógicas.
El resultado se puede visualizar por medio de 8 led´s en la salida de los multiplexores.

CIRCUITO ARITMETICO

Los patrones que rigen cada operación en la tabla sonB, S0 y S1. Debido a esto es necesario hacer un diseño lógico, en el cual su resultado (yn) sea el segundo operando del sumador 74LS83N utilizado en el circuito.

Operación | S1 | S0 | B |
| 0 | A | 0 |
| 0 | A | 1 |
| 1 | A | B |
| 1 | A | |

Para estas operaciones crearemos un generador de carries.

S1 | S0 | C1 |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |S1S0+ S1S0

* A+1: (Creciente=A+ 1)
CI=1 (por el generador de carries)
X=A
Y=0
Igual que la operación de la resta le sumamos a la A el carrier de entrada que corresponde a la entrada s1.
* A-B (Resta=A+ (+1)): Como en toda resta se hace con complemento a 1 o a 2, para este caso utilizaremos el complemento 2 para los bits correspondientes a B, una forma de hallar el complemento...